Форма, функция и смертоносный грибок
В 2009 году микроорганизм, известный как Candida auris, появился как бы из воздуха.
Этот грибок, который привел к смертельным вспышкам в больницах и других медицинских учреждениях, встревожил ученых всего мира, поскольку он не поддавался традиционным препаратам для лечения грибковых инфекций. С тех пор началась гонка за то, чтобы лучше понять этот грибок и лучше его контролировать. Новое исследование Мичиганского университета, опубликованное в журнале Nature Communications, знаменует собой большой шаг вперед в понимании биологии C. auris, позволяя выяснить генетику, лежащую в основе его способности изменять форму от округлой дрожжеподобной до нитевидной формы.
Почти все грибковые патогены производят морфологические изменения и, как представляется, это сопряжено с процессами вирулентности", - говорит руководитель исследования Тереза О'Меара, доцент кафедры микробиологии и иммунологии медицинского факультета Мичиганского университета. "Но пока не выяснено как это делает Candida auris".
Примечательно, что в настоящее время этот грибок обнаружен на всех обитаемых континентах, и в разных частях света появились различные варианты и морфологии. Определение генетики, лежащей в основе этих вариантов, является ключом к выяснению того, как связаны форма и вирулентность. Но до сих пор изучение генов C. auris было невероятно сложным. "Хорошо известно, что с этим организмом трудно проводить генетические манипуляции", - говорит О'Меара. "Я думаю, что многие исследователи предпочитают избегать этого или тратят много времени и энергии, чтобы добиться результата".
Исследователи разработали свои собственные генетические инструменты, используя метод CRISPR-Cas9. Была необходима система генетических манипуляций, пригодная для проведения мутагенеза в любом клиническом изоляте C. auris, поэтому исследователи обратились к Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation (AtMT) - методу инсерционного мутагенеза с историей доказанного успеха у грибковых видов. A. tumefaciens - патоген растений, вызывающий злокачественные опухоли у двудольных растений путем генетической трансформации. Однако его способность к трансформации не ограничивается растениями, и ее можно использовать для проведения генетической трансформации в различных эукариотических видах, включая C. albicans, Candida glabrata и Saccharomyces cerevisiae.
Используя способность бактерии заражать и грибы, ученые провели скрининг генетически модифицированных клеток при различных морфологиях грибов, что позволило ответить на вопрос, какие гены управляют этими процессами. Это первый случай успешного применения этих методов к C. auris.
"Используя эту систему, мы подтвердили роль регуляторов морфогенеза C. auris. Морфогенные мутанты показали дисрегуляцию экспрессии хитиназы, ослабленную вирулентность и измененную чувствительность к противогрибковым препаратам. Наши результаты дают представление о генетической регуляции агрегационного и нитевидного морфогенеза у C. auris. Кроме того, описанные здесь генетические инструменты позволят эффективно манипулировать геномом C. auris "- говорит О'Меара.
"То, что вы изучаете на одном штамме, не обязательно применимо к другому, поэтому важно иметь возможность проводить генетические манипуляции на грибках различного происхождения. Как только выявляется инфекция у пациента, как правило, C. auris обнаруживается повсюду - на одежде медсестер, температурных датчиках, постельном белье и т.д. Эта повышенная способность к распространению, по-видимому, присуща только C. auris", - добавила она.
О'Меара и коллеги надеются раскрыть генетические факторы, обуславливающие способность C. auris так хорошо распространяться на больничных и других поверхностях.
